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    • php设计模式终篇：一文读懂：依赖注入、控制反转、IoC容器

    • 陈大剩
    • 2023-06-16 00:07:48
    • 2185

    前提

    目前设计模式的文章全已经连载完成，下阶段将开启 Laravel 源码解读系列。

    网上对：依赖注入、控制反转、IoC容器 的描述众说纷纭，模模糊糊的，便自整理一遍，以巩固一下知识。之前工作忙于开发，粗制看了一遍，只懂其原理，没有细致深入，最近阅读 Laravel 源码，才再续前缘。

    依赖注入

    依赖注入是一种设计方法，下面将从两方面来展开谈谈。

    什么是依赖？

    某类中需要另一个类完成某类中工作，如：A 类需要 B 类完成特定的工作。

    // A 类
class A
{
    public function __construct()
    {
        $b = new B();
        // do something
    }
}

// B 类
class B
{
    public function __construct()
    {
        return '我是 B 类';
    }
}

    本例举例是在构造函数中依赖，除构造方法外其他方法也是一样，并不一定在构造函数中。

    什么是注入？

    注入 在现实生活中顾明思议是 不属于某物体的对象放入某物体中，将 A物体 注入到 B物体，如：医生给打针、汽车加油、…。在软件工程 OOP 中也是同样道理，将某个 参数/类(外部资源) 注入到另一个个类中。
    注入某个参数

    // A 类
class A
{
    public function __construct($name)
    {
        // do something
    }
}

$a = new A('cxbdasheng');
// do something

    注入某个类

    // A 类
class A
{
    public function __construct($class)
    {
        // do something
    }
}

// B 类
class B
{
    public function __construct()
    {
        // do something
    }
}

$b = new B();
// 将 B 类注入给 A 类
$a = new A($b);
// do something

    依赖注入

    前面的 依赖 和 注入 我们已经知道了，那么什么是 依赖注入 ？，依赖注入 其实是将 依赖 和 注入 相结合。

    // A 类
class A
{
    protected $b;
    public function __construct(B $class)
    {
        $this->b = $class;
        // do something
    }
}

// B 类
class B
{
    public function __construct()
    {
        // do something
    }
}

$b = new B();
// 将 B 类注入给 A 类
$a = new A($b);
// do something

    控制反转

    控制反转(Inversion of Control) 是一种设计思想，也可以说是 依赖倒置 子原则，我更愿意称它为一种思想，因为 SOLID 原则 并未包括它。我们前面介绍的 依赖注入 就是实现 控制反转 设计方法。网络上对：依赖倒置、控制反转、依赖注入这几种关系介绍模糊，我根据我对这几种关系的理解来谈谈。

    1. 依赖倒置【设计原则】
      看过设《设计模式》的同学应该对 SOLID 原则 都不陌生，其中 D(dependency Inversion Principle) 原则 也就是 依赖倒置 原则，依赖倒置原则说明：“高层次的类不应该依赖于低层次的类”。这是原则层描述。
    2. 控制反转【设计思想】
      控制反转 是一种 设计思想 。控制反转 并不指定哪种 设计实现 来实现，只要按照 控制反转 的思想去是实现，我们就称为 控制反转。
    3. 依赖注入【设计实现】
      依赖注入，也是具体的实现，有原则和思想了总要去实现吧？也就是说 依赖注入是根据 原则(依赖倒置) 和 思想(控制反转) 来实现。根据 原则 和 思想 去实现的还有 依赖查找，相比而言依赖注入是被动接收依赖对象，而 依赖查找主动查询依赖对象。

    我们可以把上层的 依赖倒置 和 控制反转 比作接口类，而 依赖注入 则是按照一层层来实现的。
    依赖倒置、控制反转、依赖注入关系如下图所示：
    依赖倒置、控制反转、依赖注入的关系

    我们继续介绍 控制反转

    什么是控制？

    现实中对一个物体，想让他干嘛就干嘛，这就是控制。在软件编程上，也就对一个对象实例，想让它干嘛就干嘛（创建、删除、调用），就称为 控制，如 A 类控制 B 类生成。

    // A 类
class A
{
    public function __construct()
    {
        // A 控制 B 
        $b = new B();
        // do something
    }
}

// B 类
class B
{
    public function __construct()
    {
        return '我是 B 类';
    }
}

    阿这……，这不就是前面依赖的例子吗？是的这个就是依赖的例子，只是在从 不同角度上描述 罢了，现在在思想层面描述，也就是 A 控制 B 。

    什么是反转？

    有反转那么肯定有正转，不然怎么要反转一下呢？

    正转

    A 的实例化需要 B,直接在 A 中去实例化 B 获取 B，叫做正转。也就是说只要在 A 中实例化 B 就叫正转(不管有没有执行 B 类中的方法)。
    还是上面例子

    // A 类
class A
{
    public function __construct()
    {
        // 正转
        $b = new B();
        // do something
    }
}

// B 类
class B
{
    public function __construct()
    {
        return '我是 B 类';
    }
}

    反转

    A 类不再主动去实例化 B，而是通过一个 第三方对象(IoC 容器）,去 被动/主动 获取，等待 第三方对象 获取一个 B 的实例，叫做反转。第三方对象一般称为 IoC（Inversion of Control） 容器。

    // B 类
class B
{
    public function __construct()
    {
        return '我是 B 类';
    }
}

// C 类
class C
{
    public function __construct()
    {
        return '我是 C 类';
    }
}

// IoC 容器
class IoC
{
    public function getInstance($className)
    {
        switch($className)
        {
            case 'b':
                return new B();
                break;
            case 'c':
                return new C();
                break;
            default:
                return null;
                break;
        }
    }
}

// A 类
class A
{
    public function __construct()
    {
        $ioc = new IoC();
        $b = $ioc->getInstance($className);
        // do something
    }
}

    此处举例为依赖查找（主动去查找），依赖查找不止基于 Switch 实现，也可以使用 Php 的反射类，反转一般是在控制前提进行，代码就是描述的控制反转。

    为什么需要反转

    前面我们举 正转 的例子，代码已经写死，A 和 B 是直接耦合在一起的。如果以后因业务需求，类 B 的创建出现了一些问题，比如无法直接 new，构造器被隐藏设为私有等，业务人员改完 B 的代码，重新启动项目后发现 A 开始报错，又不得不去处理 A 的逻辑。我们只是想修改 B 的逻辑，但因为一些依赖关系又不得不去处理很多“原本不应该管的逻辑”。可以想象。这样的依赖关系如果多了的话，那后期维护代码会变得举步维艰。

    A 和 B 的依赖中，A 只是想要 B 的服务。A 其实不需要管 B 的创建过程，只要有个 B 的对象来提供服务就好。

    正是有了这个突破点，反转的概念顺势而出，即当类 A 与类 B 产生依赖关系时（A 需要 B），不需要 A 去主动创建 B，而是交给外界创建好 B 对象，然后通过一些方式把 B 对象交给 A 使用，这也称为 控制反转。

    控制反转 的意思是：将创建 B 这个行为的主动权从需要方类 A 的手中反转到其他人手中。

    只是外界创建好依赖对象 B 后，A 可以通过多种方式获取到 B。

    通过依赖注入实现控制反转

    资源基类接口
    /**
 * 资源基类接口
 */
interface Resources
{
    /**
     * 使用资源
     * @return mixed
     * @author chendashengpc
     */
    public function use(): string;
}
    资源具体类
    /**
 * A 资源
 */
class A implements Resources
{
    /**
     * 使用 A 资源
     * @return string
     * @author chendashengpc
     */
    public function use(): string
    {
        return '现在使用的是 A 资源';
    }
}

/**
 * B 资源
 */
class B implements Resources
{
    /**
     * 使用 B 资源
     * @return string
     * @author chendashengpc
     */
    public function use(): string
    {
        return '现在使用的是 B 资源';
    }
}

/**
 * C 资源
 */
class C implements Resources
{
    /**
     * 使用 C 资源
     * @return string
     * @author chendashengpc
     */
    public function use():string
    {
        return '现在使用的是 C 资源';
    }
}
    IoC 容器类

    IoC 容器（switch 实现）

    /**
 * IoC 容器（switch 实现）
 */
class Ioc
{
    /**
     * 获取指定资源
     * @param $resources 资源名
     * @return Resources
     * @author chendashengpc
     */
    public function getInstance($resources): Resources
    {
        switch ($resources) {
            case 'a':
                return new A();
                break;
            case 'b':
                return new B();
                break;
            case 'c':
                return new C();
                break;
            default:
                throw new \InvalidArgumentException('没有此类');
        }
    }
}

    IoC 容器（反射实现）

    use ReflectionClass;

/**
 * IoC 容器（反射实现）
 */
class ReflectorIoc
{
    /**
     * 获取指定资源
     * @param $resources 资源名
     * @return Resources
     * @author chendashengpc
     */
    public function getInstance($resources): Resources
    {
        // 转化成大写类名
        $class = strtoupper($resources);
        // 反射 双引号防止转义
        try {
            $reflector = new ReflectionClass(__NAMESPACE__ . '\\' . $class);
            // 调用反射类 newInstance 直接实例化了，资源类构造函数有传参需获取参数再进行实例化。
            $obj = $reflector->newInstance();
        } catch (\Exception $exception) {
            throw new \InvalidArgumentException('没有此类');
        }
        return $obj;
    }
}

    注：IoC 容器（反射实现）中，资源类经反射后直接实例化，并未获取资源类的参数。如资源类构造函数有传参，则需获取参数再进行实例化。

    注：尽管你使用了依赖注入，但也不一定能简单替换依赖。需要在平时编码就具有高抽象思维，这也是为什么提倡依赖接口而非实现，如果平时编码是面向过程思想，就算使用了依赖注入，替换依赖仍然会是一个巨大的工程。

    客户端类
    /**
 * 使用资源的客户端
 */
class Client
{
    public Resources $resources;

    public function __construct(Resources $resources)
    {
        $this->resources = $resources;
    }

    public function useResources()
    {
        echo $this->resources->use() . PHP_EOL;
    }
}

$ioc = new Ioc();
/**
 * 将资源类注入到 Client 类中
 */
$client = new Client($ioc->getInstance('b'));
$client->useResources();
$client = new Client($ioc->getInstance('c'));
$client->useResources();

$ioc = new ReflectorIoc();
/**
 * 将资源类注入到 Client 类中
 */
$client = new Client($ioc->getInstance('a'));
$client->useResources();

$client = new Client($ioc->getInstance('C'));
$client->useResources();

    输出

    现在使用的是 B 资源
现在使用的是 C 资源
现在使用的是 A 资源
现在使用的是 C 资源

    参考 & 引用

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